第二章太阳辐射(蓝义安)

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1、莫辉海学习小组1001030115莫辉海1001030116农文翔1001030123韦礼义1001030119苏吉清1001030120覃斌1001030108蓝义安第二章太阳辐射主讲人：蓝义安材料科学与工程学院应用物理学专业10010301班主要解决：1.解决太阳方位的表示：赤道坐标系和地平面坐标。2.时角的计算。3.赤纬角的计算。天球坐标（1）、赤道坐标系（2）、地平坐标系P’PδSQOQ'天极天轴:即地轴，天球北极即地球北极。天球赤道：地球赤道赤纬圈：与天球赤道平行的小圈。赤经圈：过天极与天球赤道垂直的大圈。1、赤道坐标天球:假想的一个球,是地球的无限扩大。以观测者为中心，所有的天

2、体在上面定位、运动。时角ω：赤经圈和子午圈的夹角即为时角（如右图）。ω正午时的时角为0。相对于圆弧QB，从天子午圈上的Q点起算，顺时针方向为正，逆时针方向为负，上午为负，下午为正。P’PQOQ'天极ωB(1).时角子午圈：过天顶和天底赤经圈,也称为零度赤经圈（本初子午线）。时角和时间的关系：例：求时间上午11：30分的时角。解：ω=（11.5-12）×15=-22.5(度)t为当前时刻纬度：就是与赤道平面平行于地球的交线。赤纬角：就是指太阳直射点的纬度，即太阳中心和地心的连线与赤道平面的夹角，用δ表示。P’PδSQOQ'天极太阳高度角(2).赤纬角太阳赤纬的变化如图，春分时赤纬为0度，夏至

3、时为23.5度，秋分时为0度，冬至时为－23.5度。思考：赤纬角的范围，并说明理由。赤纬角可用Cooper方程近似计算：δ=23.45sin[360×(284+n)/365]式中，n为一年中的日期序号，如元旦为n=1，春分日为n=81，12月31日为n=365。这是个近似计算公式，具体计算能不能得到春分、秋分日δ值同时等于0结果。更加精确的计算可用以下近似计算公式：式中：N1=92.975为从春分日到夏至日的天数；ɑ1为从春分日开始计算的天数；N2=93.629为从夏至日到秋分日的天数；ɑ2为从夏至日开始计算的天数；N3=89.865为从秋分日到冬至日的天数；ɑ3为从秋分日开始计算的天数；

4、N4=89.012为从冬至日到春分日的天数；ɑ4为从冬至日开始计算的天数；例如，2013年春分日3月20，ɑ1=0；若天数在夏至日（6月21）和秋分日（9月23）之间，那么夏至日那天则ɑ1=93，ɑ2=0；以此类推。虽然此计算值的精确度提高了数倍，但计算比较复杂，所以在一般情况下都用Cooper方程计算σ.例：计算2013年10月1日的赤纬角。解：1月1日时，n=1,10月1日时，n=273,σ=23.45sin[360x(284+273)/365]=9.3219(度)2、地平坐标系地平经圈：通过天顶和天底与地平圈垂直的大圈。天顶：头顶方向.天底：脚底方向。地平圈：地球上某处的地平面。（地

5、平纬圈）以地平圈为基本圈，天顶为基本点，南点为原点的坐标系，叫做地平坐标系。1.天顶角θz：就是太阳光线OP与地平面法线PQ的夹角。2.高度角ɑs：就是太阳光线OP与其在地平面上投影线Pg的夹角，表示太阳过处水平面的角度。3.方位角：就是太阳光线在地平面上投影和地平面上正南方向的夹角，表示太阳光线的水平投影偏离正南方向的角度。思考题1、请简述赤道坐标系是什么,并画出图形。答：赤道坐标系是以天赤道QQ'为基本圈，以天子午圈的交点为原点的天球坐标系，PP’分别为北天极和南天极。P’PδSQOQ'天极